Mammifères "de rente"
Impact de la cryothérapie sur l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique
- Recherche appliquée
- Cancers
8 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, deux étant opérés sous anesthésie sans réveil. Les six autres subissent une chirurgie cérébrale d'une heure puis des IRM hebdomadaires sous anesthésie de deux heures pendant six à huit mois, pour suivre l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique après cryothérapie. Le porteur signale des effets liés aux anesthésies répétées et à la chirurgie du cerveau, œdème cérébral, déficit moteur, vomissements et céphalées, avant mise à mort pour analyser les tissus. Il justifie le recours au porc par un cerveau proche de celui des primates et présente ce modèle comme préparant un "transfert rapide" vers un essai clinique.
Objectifs
Le glioblastome multiforme (GBM) est la tumeur cérébrale maligne primitive la plus fréquente et est extrêmement agressif. Actuellement, le traitement de référence est une chirurgie pour enlever la zone tumorale si elle est accessible, accompagnée par une radiothérapie puis une chimiothérapie. Malgré un traitement bien conduit, tous les patients présentent une récidive tumorale locale ou régionale. Forts d’une première étude ayant démontré un gain important dans la survie des patients traités par cryothérapie, nous souhaitons affiner la compréhension des mécanismes en jeu et plus spécifiquement, l’impact de la cryothérapie sur la barrière hémato-encéphalique (BHE), véritable muraille protégeant le cerveau mais bloquant l’arrivée des molécules thérapeutiques. En effet, lors de notre étude clinique, la BHE des patients s’est révélée fragilisée. Or, l’ouverture de la BHE représente un facteur important d’amélioration du pronostic des patients en permettant l’arrivée des médicaments dans le cerveau et donc aux cellules tumorales. Dans ce contexte, notre objectif consiste tout d’abord à confirmer cette ouverture de la BHE par la cryothérapie cérébrale sur un modèle porcin, puis, dans un second temps, de déterminer le délai d’ouverture de la BHE qui offrirait une fenêtre thérapeutique.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de valider et déterminer la durée de l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique suite à une cryothérapie, offrant une fenêtre thérapeutique pour l’administration de chimiothérapies dans le traitement de tumeurs cérébrales. Le protocole défini pour ce projet se rapproche au maximum des conditions chez le patient, aussi bien pour la chirurgie que pour le suivi mini-invasif utilisant l’IRM, préparant un transfert rapide vers un essai clinique. Ainsi, une étude clinique prospective rentrant dans le cadre d’un programme hospitalier de recherche clinique (PHRC) pourrait ensuite être réalisée afin d’évaluer l’efficacité de la cryothérapie cérébrale sous IRM combinée à un traitement adjuvant chez des patients atteints d’une récidive de glioblastome.
Procédures
Les animaux sont soumis à une procédure chirurgicale initiale d’une heure sous anesthésie générale, puis à des examens IRM hebdomadaires sous anesthésie de deux heures pour suivre sur 6 à 8 mois le statut de la barrière hémato-encéphalique.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pouvant survenir sont liés aux anesthésies répétées (stress, nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale) et à la chirurgie cérébrale (inflammation de la plaie, œdème cérébral, déficit moteur controlatéral, vomissements et céphalées).
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour l'analyse des tissus cérébraux qui complètera les données IRM sur l'état de la barrière hémato-encéphalique.
Remplacement
Ce projet fait suite à une étude clinique démontrant le fort intérêt thérapeutique d’utiliser ce traitement innovant chez des patients atteints de glioblastome en récidive. Le but étant la validation de l’ouverture de la BHE par la cryothérapie, nous devons travailler dans un tissu vivant sain afin de soustraire tout effet de la pathologie sur l’intégrité de la BHE. Par conséquence, nous ne pouvons éviter à ce jour l’utilisation d’un modèle animal. Préalablement aux études in vivo, la mise au point de la chirurgie est validée sur cadavre de porc afin d'adapter le protocole aux variations anatomiques et de réduire à moins de 2 cm l'ouverture nécessaire pour l'insertion de la sonde de cryoablation.
Réduction
Il s'agit d'une preuve de concept. Le nombre d’animaux ainsi que leur répartition entre les procédures ont été estimés au plus juste pour répondre à notre problématique. Le protocole d’une procédure dépendra du résultat de la précédente. L’usage de l’IRM, méthode non invasive et non irradiante utilisée en clinique pour observer l’intégrité de la BHE nous permettra de suivre un même animal au cours du temps et ainsi de limiter les effectifs requis.
Raffinement
Les porcs sont hébergés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à mâcher et de balles, ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins physiologiques. Les conditions d’ambiance sont contrôlées et la température est maintenue entre 18 et 24°C. Une période d’acclimatation permet aux animaux de s’habituer à leur environnement et au personnel soignant qui met en place un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses. Le jour de l’intervention, les porcs sont tranquillisés pour être transportés sans stress dans la salle d’opération, ils sont maintenus sous anesthésie générale avec gestion de la douleur pendant la chirurgie et l’acquisition d’images IRM. Suite à la chirurgie, les animaux sont étroitement surveillés jusqu’à leur réveil et tous les jours suivant l’intervention. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Une videosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Des points limites sont définis pour détecter les signes précoces d’une détérioration et arrêter la procédure en cas de souffrance.
Choix des espèces
Le cerveau circonvolutionné du porc ressemble davantage au cerveau des primates que le cerveau lissencéphale (cortex lisse, sans circonvolutions) des rongeurs, et la littérature rapporte le modèle porcin comme pertinent dans de nombreuses approches en neurosciences notamment dans l’étude de la BHE. L’accès à un modèle de grande taille est nécessaire pour reproduire la cryothérapie chez le patient. Le volume et l’anatomie du cerveau de jeunes porcs de 30 à 50 Kg répondent à cette limitation et permettent d’envisager la survie l’animal dans de bonnes conditions.
Evaluation épigénétique des bovins laitiers : vers de nouveaux critères de santé, de bien-être dans des environnements diversifiés
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
299 vaches laitières de race Holstein vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, sans mise à mort, et restent ensuite dans leur élevage. Chaque animal subit une seule prise de sang à la queue, réalisée lors d'un blocage au cornadis ou pendant la traite. Le projet cherche à mesurer l'épigénome des vaches pour construire un nouvel index de sélection favorisant des animaux plus adaptables aux variations d'environnement. Le porteur présente cet index comme un outil au service du "bien-être" des vaches, tout en le rattachant à la sélection et à la productivité d'un "élevage durable".
Objectifs
Le projet proposé a pour ambition d’étudier les relations entre les variations des performances (telles que la production et la qualité du lait qui sont des caractères observables), la génétique des animaux (déterminée en routine par la méthode du génotypage), un nouveau critère appelé « épigénome » (ensemble des modifications de l’expression du génome liées notamment à l’environnement de vie) et l'environnement (incluant les conduites d’élevage, l’alimentation et les variations climatiques). Nous avons développé un outil de mesure de l’épigénome des individus qui permet de considérer leur historique de vie et leurs capacités d’adaptation à l’environnement. L’étude est menée sur un cheptel conduit en ferme expérimentale, offrant un suivi précis des animaux. L’idée du projet est de contribuer à définir les caractéristiques d’une population de vaches de référence afin d’offrir de nouveaux critères d’évaluation. Pour l’élevage et les éleveurs, une des finalités de l’étude est l’identification de nouveaux indicateurs en combinant l’ensemble des données collectées. Associées à une démarche de sélection déjà utilisée pour la race étudiée (ici la race Holstein), les données d’épigénome seront utiles pour la recherche d’animaux capables de s'adapter aux changements environnementaux. Ces connaissances obtenues aideront à définir de nouvelles stratégies de sélection pour la sélection d’animaux plus robustes, aptes à exprimer leur potentiel dans des conditions environnementales variables, tout en préservant leurs santé et bien-être pour un élevage durable.
Bénéfices attendus
La collection d’échantillons biologiques ainsi que l’ensemble des données fourniront pour la première fois l’opportunité de traiter une large cohorte de vaches Holstein et d’en identifier l’épigénome. Cette étude originale est une première pour le monde de l’élevage. Cette étape est absolument incontournable pour déterminer la puissance de l’outil de mesure de l'épigénome que nous développons et définir un nouvel index de management (calculé à partir de la combinaison de différents critères) apte à considérer tout l’historique de vie de l’animal. Cette démarche met les derniers progrès technologiques et méthodologiques de la biologie au service d’un élevage responsable et durable.
Procédures
Les vaches seront soumises à une seule prise de sang à la veine caudale pour le projet.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins seront effectués lors de contentions qui sont habituelles pour les animaux et prévues dans leur suivi : soit au moment de l’alimentation aux cornadis soit au cours de la traite (robot de traite). La douleur occasionnée par l’aiguille de prélèvement est légère et transitoire. La ponction de sang est très limitée en proportion du volume sanguin de l’animal.
Devenir
Les animaux restent dans les élevages à l'issue de la prise de sang.
Remplacement
Le projet est conduit sur l’espèce bovine pour l’espèce bovine. Il ne peut donc y avoir de remplacement. Il s’agit d’une démarche nécessitant la prise en compte de tous les processus biologiques ; elle ne peut être conduite qu’au niveau de l’animal entier. La race Prim’Holstein est la race la plus représentée dans les troupeaux laitiers français (60%) ce qui justifie le choix de cette race pour cette première étude. Nous étendrons l’étude à d’autres races laitières et allaitantes dès obtention des financements complémentaires.
Réduction
Le nombre de vaches à inclure dans l’analyse est le nombre de répétitions nécessaire aux approches mathématiques mises en œuvre pour le traitement des données dans l’objectif d’établir un lien entre phénotype et épigénome. Pour atteindre a minima ce nombre de vaches, il est donc nécessaire d’inclure non seulement des vaches Holstein des fermes expérimentales mais aussi des vaches de fermes commerciales. Notre démarche s’apparente aux analyses épidémiologiques menées chez l’homme : un grand nombre d’individus inclus dans le protocole est indispensable pour appréhender la grande variabilité des caractères. Le prélèvement de sang effectué permettra de déterminer le génome et l'épigénome des vaches.
Raffinement
L'expérimentation est basée sur un unique prélèvement sanguin. Cette prise de sang sera réalisée à la queue, partie de l'animal peu douloureuse. Les vaches seront bloquées au cornadis au moment de l'alimentation ou de la traite, donc sans stress lié à ce blocage car c'est une situation habituelle. Les vaches seront maintenues dans leur environnement d’élevage habituel qui est parfaitement adapté à leurs besoins comportementaux, environnementaux, sanitaires, et elles ne seront jamais en isolement social. Les prélèvements et la surveillance des animaux se feront par des personnes compétentes et habilitées.
Choix des espèces
Le projet s’intéresse à l’espèce bovine et toute la démarche expérimentale proposée doit aboutir à la création d’un nouvel index de management permettant de considérer l'historique de vie de l’animal. Cet index doit donner une indication du bien-être et de la santé des vaches. L’établissement de cet index sera associé à une série de recommandations dont l’objectif final est l’expression du potentiel génétique de l’animal dans le respect de ses besoins. Une simple prise de sang reste un geste très peu invasif et peu douloureux, n’occasionnant qu’une gêne transitoire. Toutes les vaches seront incluses dans le protocole, quels que soient leur âge, parité ou stades physiologiques (en cycle, en gestation, en lactation, tarie). Néanmoins leur statut sera noté avec précision.
Evaluation de l’utilisation du sérum physiologique pour l’imagerie endocoronaire en tomographie par cohérence optique (OCT).
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
14 porcs vont être utilisés dans une intervention de deux heures menée sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacun subit une ponction artérielle puis un cathétérisme des artères coronaires droite et gauche pour des coronarographies répétées, afin de comparer la qualité d'image obtenue au sérum physiologique et au produit de contraste. Le cœur est ensuite prélevé pour examiner l'endothélium des coronaires. Le porteur affirme qu'aucun modèle in silico ou in vitro ne peut servir et présente le recours au "gros animal" comme "nécessaire" pour transposer les résultats à l'humain.
Objectifs
Les images obtenues par l’OCT (Tomographie par Cohérence Optique) offrent une résolution supérieure à l’IVUS (IntraVascular UltraSound) lors de la mise en place des stents coronaires. L’utilisation de l’OCT nécessite l’administration d’un produit de contraste ce qui augmente les risques d’insuffisance rénale et contre indique donc son utilisation chez les patients présentant une insuffisance rénale chronique. Le sérum physiologique (NaCl 0.9%) a déjà été utilisé à la place du produit de contraste avec des résultats insatisfaisants en raison d’une mauvaise qualité d’image par rapport au protocole d’imagerie utilisant un produit de contraste, cependant ill n’existe à ce jour aucun protocole validé d’imagerie coronaire par OCT utilisant exclusivement du sérum physiologique. L’objectif de notre étude est de définir le meilleur débit d’injection du sérum physiologique permettant d’obtenir une qualité d’imagerie coronaire similaire à celle obtenues avec l’administration d’un produit de contraste.
Bénéfices attendus
L’utilisation du sérum physiologique à la place du produit de contraste pourrait réduire le risque d’insuffisance rénale post-OCT dans les procédures de coronographie. L’OCT avec sérum physiologique pourrait ainsi être utilisée chez les patients avec insuffisance rénale pré-existante. Il est nécessaire de trouver le débit optimal d’administration de sérum physiologique qui s’associe à une qualité du signal satisfaisante pour que l’imagerie coronaire soit interprétable.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule intervention de 120 minutes, réalisée sous anesthésie générale, consistant en la réalisation d'une ponction artérielle suivi d'un cathétérisme des coronaires droite et gauche pour la réalisation de plusieurs coronarographies successives, à l'issue de laquelle les animaux ne seront pas réveillés. Il n'y a aucune intervention prévue sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
La seule nuisance sera l'injection intra musculaire permettant d’obtenir une sédation vigile et une tranquiliation avant de réaliser l'anesthésie générale. L’ensemble des procédures expérimentales sera réalisé sous anesthésie générale. A aucun moment l’animal ne sera conscient ni susceptible de ressentir la douleur. S'agissant de procédures expérimentales sans réveil, aucun effet indésirable ni nuisances ne sont attendus pour l'animal qui sera euthanasié en fin de procédure. Pas d’effets spécifiques connus à l'utilisation de l'OCT dans l’expérience humaine en dehors de ceux inhérents au cathétérisme des coronaires (dissection, spasme coronarien, fibrillation non resorbable ou thrombose).
Devenir
La finalité de l'étude est de comparer la qualité d'imagerie des coronaires lorsque l'on utilise un produit de contraste iodé (PCI) ou avec l'utilisation de sérum physiologique. Afin de vérifier l'absence de lésion coronaire liée au débit d'injection de contraste iodé ou de sérum physiologique, les coeurs seront explantés pour prélever les coronaires et réaliser une étude histologique de l'endothélium.
Remplacement
Il n’existe pas, à notre connaissance, de modèle expérimental in silico ou in vitro pouvant servir à étudier et évaluer la qualité de la visualisation de la circulation coronaire en condition physiologique. L’impact des structures anatomiques (peau, muscle, os) et des caractéristiques hémodynamiques de la circulation coronaire, la rhéologie du sang et de son interaction avec le produit de contraste iodé ou le sérum physiologique sur la qualité d'imagerie des coronaires ne peuvent être étudiés que sur un modèle animal (pas d’alternative in silico ou in vitro). Il est donc nécessaire dans notre approche d’utiliser un réseau coronaire d'un système vivant. Par ailleurs seul un modèle sur le gros animal permet d’extrapoler facilement les résultats à l’homme, dont le système cardiovasculaire est proche sur le plan anatomique et physiologique. Il n’existe pas de sonde endocoronaire d’OCT adaptée pour les petits animaux.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude, deux animaux seront utilisés à la phase préliminaire afin de déterminer le protocole d’acquisition des images coronarographiques qui sera ensuite appliqué (incidence des acquisitions, dose irradiée, quantité d’agent de contraste). Le nombre d’animaux pour l'étude sera fixé à 10 afin de pouvoir réaliser des tests de comparaison statistique entre les résultats obtenus pour les coronaires droite et gauche. Nous utiliserons des modèles d’analyse de la variance pour nos analyses statistiques. Afin de réduire le nombre d'animaux, chaque animal sera son propre témoin, en réalisant une première imagerie coronarographique OCT à l'aide d'un produit de contraste iodé puis trois séries d'imageries coronarographiques avec des débits différents de NaCl . Au total un maximum de 14 animaux (2 animaux pour la phase test + 1 groupe de 10 aniamux + 2 animaux en cas d'échec d'une procédure) seront utilisés pour cette étude. Si les résultats des deux animaux préliminaires sont comparables à ceux obtenus dans le groupe test, ceux-ci seront inclus dans l'étude. Dès que le nombre de 10 animaux interprétable sera atteint, les inclusions seront stoppées.
Raffinement
Période d’acclimatation d’une semaine minimum entre l’arrivée à l’animalerie du laboratoire et l’inclusion dans le protocole de recherche. Hébergement en groupe de deux pour favoriser le contact régulier entre congénères. Environnement adapté à chaque phase de l’expérimentation pour réduire l’angoisse des animaux (accompagnement et anxiolyse durant le transfert depuis l’animalerie jusqu’en salle d’intervention). L'environnement est enrichi (activité de fouissement encouragée, medecine ball, jeux dans le couloir, pesée sousforme de jeux avec récompense, planche à gratter, distributeur d’aliment). Contrôle quotidien par un animalier. Lors de ce contrôle, des observations basées sur l’apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales attendues aux stimuli externes (peu enclins aux manipulations, tentative de fuite) seront réalisées. Ces contrôles permettront de repérer tout animal malade ou blessé et de prendre les mesures appropriées (Annexes 2-3). Réalisation des ponctions vasculaires percutanées échoguidées (Vivid E9, General Eletric, Milwaukee, Wis, USA) artérielles et veineuses, pour mise en place des cathéters de surveillance hémodynamique continue : moins de souffrance, moins de saignement et risque infectieux réduit.
Choix des espèces
Le modèle animal choisi est le porc. Le porc présente une physiologie circulatoire proche de celle de l’homme (Fréquence cardiaque proche de 100/min, débit cardiaque entre 3,5 et 4 L/min pour un poids de 50 kg). Par ailleurs son anatomie cardiovasculaire facilite la réalisation de la coronarographie et des canulations artérielle et veineuse nécessaires pour la procédure. Cette convergence permet une adaptation optimale de l’espèce aux expérimentations et limitera au minimum le nombre d’animaux tests (échec techniques). Le porc permet donc de réaliser une modélisation chirurgicale et expérimentale de haute fidélité pour une meilleure applicabilité des résultats à la pratique clinique. Les animaux de ce protocole sont des porcs de 50kg (environ 90 jours) afin d’avoir un gabarit proche de celui d’un homme. A ce stade, ils ont une anatomie coronarienne semblable à l’Homme et les accès vasculaires périphériques artériels et veineux sont favorables à la réalisation du cathéterisme coronaire nécessaire pour l’OCT.
Production d’anticorps glyco-humanisés porcins anti-bactériens
- Production de routine
- Tests réglementaires
50 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour produire des anticorps antibactériens. Ils reçoivent des immunisations intramusculaires toutes les deux semaines et des prises de sang hebdomadaires sous tranquillisant, avant une exsanguination finale sous anesthésie profonde pour collecter le maximum de sérum. Le porteur indique des nuisances modérées, douleurs, petits saignements et fièvre. Il affirme qu'aucune technologie ne permet la production in vitro et que le recours à l'animal reste 'indispensable'.
Objectifs
L'objectif de ce programme est de produire des anticorps polyclonaux anti-bactériens pour des applications cliniques anti-infectieuses.
Bénéfices attendus
La résistance aux antibiotiques constitue aujourd’hui l’une des plus graves menaces pesant sur la santé mondiale, la sécurité alimentaire et le développement et pourrait devenir la première cause de mortalité en 2050. De nouvelles stratégies doivent donc être envisagées. Le potentiel antibactérien des anticorps polyclonaux (pAb) est largement documenté. Cependant, leur développement clinique se heurtait jusqu‘à présent à des problèmes d’effets secondaires dus à leur immunogénicité. Les progrès réalisés dans la purification des pAb et dans l’élimination des motifs xénogéniques immunogènes replacent aujourd’hui les pAb dans l’arsenal thérapeutique antibactérien. Nous proposons de produire des pAb par immunisation (ou vaccination) de porcs avec des motifs bactériens. L’animal crée alors une réponse anticorps dirigée contre les bactéries utilisées pour la vaccination. Ces anticorps, après purification, pourront être utilisés chez des patients pour lutter contre les infections bactériennes.
Procédures
A ce jour, il n’existe pas de technologie permettant la production in vitro de pAb. L’utilisation d’animaux reste donc indispensable. Deux types d'interventions sont nécessaire à la production d'anticorps polyclonaux : des immunisations ou vaccinations qui permettent à l'animal de produire les anticorps désirés, et des prélèvements sanguins au cours desquels les anticorps sont prélevés. Les immunisations (injection en intra-musculaire) sont des actes rapides (5 minutes environ) réalisés toutes les deux semaines. Les prélèvements sont hebdomadaires. Ils sont réalisés sous tranquillisant ou sous tranquillisant plus anesthésie gazeuse pour une durée de 15 à 35 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont de classe modérée (douleurs, petits saignements, fievre). Elles sont provoquées par les immunisations et les prélèvements réalisés sur les animaux.
Devenir
A la fin du programme d’immunisation, une exsanguination finale (euthanasie) sera effectuée sous anesthésie profonde afin de collecter le maximum de sérum hyper-immun. L'exsanguination permet de collecter le maximun de sérum à partir d'un animal et donc de réduire le nombre d'animaux nécessaires à la production de la substance médicamenteuse.
Remplacement
Les pAb rendent actuellement des services thérapeutiques essentiels dans le domaine de la transplantation ou comme antivenins. Plusieurs laboratoires ont cherché à remplacer la production de pAbs à partir d’animaux donneurs par une production in vitro, recréée en bioréacteur. Cependant, malgré plus d’une décennie de R&D, les systèmes de production de pAbs in vitro n’ont pas permis d’atteindre les rendements requis pour la production de lots cliniques. La production de pAb pour un usage thérapeutique reste donc à ce jour uniquement possible chez l'animal.
Réduction
Le protocole d'immunisation que nous avons développé nous permet de garder en immunisation les animaux pendant environ 1 an avec des immunisations et prélèvements réguliers assurant une collecte sur un même animal d’importants volumes de sérum riche en pAb. Par ailleurs un suivi régulier en temps réel de la qualité du sérum est réalisé afin d'optimiser au maximum les animaux utilisés et réduire les nouvelles inclusions.
Raffinement
Les conditions d’hébergement, l’enrichissement, les procédures de renforcement positif (jus de pomme) et le suivi des animaux par les animaliers et le vétérinaire, ainsi que les procédures analgésiques sont mises en place pour prévenir la douleur et respecter le bien-être animal. Les animaux sont hébergés dans un batiment spécialisé doté d'une climatisation et chauffage spécifique pour chaque catégorie. Les animaux vont profiter de plusieurs éléments manipulables pour pouvoir manifester leur comportement naturel de fouissement ou de recherche de nourriture. Ils ont accès à la paille dans des nourrisseurs spécifiques pour compléter l’apport en fibres nécessaires en plus de la nourriture et avoir la possibilité de manifester leur capacité de fouissement. Plusieurs jouets sont rajoutés dans les cases de chaque catégorie : brosses, chaines avec balles, tasseaux de bois attachés aux parois, objets en caoutchouc mâchonnables. Un arbuste dans un pot va compléter l’environnement de chaque salle des animaux en procédure. Pendant les procédures d'immunisation et prélèvement les animaux sont surveillés quotidiennement et individuellement. Une grille d'évaluation a ete mise en place afin de mesurer les nuisances sur les animaux. Le programme pourait etre suspendu en cas de nuisance trop importante.
Choix des espèces
Le porc, de par son poids important, permettra de récolter un volume optimisé de sérum sur un nombre plus réduit d’animaux. Ainsi, un porc vacciné peut produire suffisamment d’IgG pour soigner de 100 à 1000 patients (en fonction de la dose administrée et de l’indication). Par comparaison, 50 à 100 petits animaux seraient nécessaires pour soigner le même nombre de patients. Les porcelets sont élevés puis immunisés à partir de 5 mois (>70Kg). Les sérums hyper-immuns seront prélevés sur des porcs par prises de sang répétées 52 jours après la première vaccination dans le respect des normes éthiques de volume et de fréquence de prélèvement.
Utilisation de capteurs glycémiques chez des porcs en groupe
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
24 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour tester un capteur de glycémie implanté sous la peau chez des animaux élevés en groupe. La pose se fait sous tranquillisation, le capteur restant en place environ deux semaines, ce qui peut provoquer une gêne ou une inflammation. Les 8 porcs équipés du capteur seront tués pour étudier leur composition corporelle, les 16 autres renvoyés en élevage jusqu'au poids d'abattage habituel, environ 115 kg. Le porteur présente la méthode comme une alternative moins invasive à la pose d'un cathéter.
Objectifs
L'alimentation permet d'assurer le développement et la santé des animaux. Le glucose est l'un des nutriments essentiels au bon fonctionnement des cellules de l'organisme, et sa concentration dans le sang est reconnue comme un bon indicateur de la régulation de l'énergie. Cette mesure nécessite le prélèvement d'un échantillon de sang, souvent de manière répétée au cours de la journée. Chez le porc, le prélèvement de sang requiert une contention de l'animal (acte stressant) et, dans le cas de prélèvements répétés, la pose d'un cathéter réalisée sous anesthésie générale. Le projet vise à tester un capteur miniaturisé implanté en intradermique pour mesurer la concentration circulante de glucose, en temps réel et pendant plusieurs jours. Nous testons un capteur glycémique commercialisé pour les personnes diabétiques. Une première étude a permis de démontrer la capacité du capteur à fournir des données pertinentes sur des porcs maintenus durant 6 jours seuls dans une loge, pour éviter l'arrachement du cathéter. Ce mode de logement sécurisait aussi la position du capteur glycémique. Une deuxième étude est indispensable pour valider le capteur comme une méthode peu invasive de mesures des constantes physiologiques internes pour des porcs élevés en groupe. Si le capteur reste fonctionnel dans ces conditions d'élevage en groupe, cela permettrait de déterminer les relations entre les concentration en glucose dans le sang au cours de la nuit et de la journée, et des différences dans le comportement alimentaire, l'activité physique, ou encore les interactions sociales entre les animaux.
Bénéfices attendus
Les bénéfices immédiats attendus seront de fournir une alternative à la technique invasive de pose d'un cathéter pour le suivi des cinétiques des concentrations de glucose en réponse à des changements dans l'environnement (alimentaire, thermique, sanitaire, etc.). Cette méthode permettrait d'identifier les relations entre la régulation de la glycémie (concentration en glucose), le comportement alimentaire et les interactions physiques et sociales de l'animal. Elle pourrait être alors préconisée pour suivre la physiologie de l'animal afin de détecter précocement, par un suivi en temps réel, d'éventuells problèmes d'adaptation à l'envrionnelment d'élevage, avant leur manifestation en terme de santé ou de dégradation de son bien-être.
Procédures
Une injection intramusculaire pour tranquillisation (durant 15 minutes) à une dose pré-anesthésique, une prise de sang réalisée à l'oreille et la pose d’un capteur en intradermique (2 minutes) sur l'encolure et sécurisé par un bandage durant la sédation, puis après réveil, un suivi des animaux en petit groupe par observations pendant 14 jours.
Impact sur les animaux
La présence d'une aiguille en intradermique sur le capteur et la sécurisation du dispositif par une bande adhésive peuvent entraîner une gêne, voir une inflammation durant les 2 semaines où le capteur est positionné sur l'animal.
Devenir
Les 8 porcs concernés par la pose d'un capteur glycémique en intradermique seront euthanasiés à la fin de l'expérience pour étudier leur composition corporelle. Les 16 autres porcs utilisés pour étudier le comportement social au sein des cases collectives n'auront pas subi de procédure particulière autre que la pose d'un bandage autour de l'encolure, et seront replacés dans un bâtiment d'élevage dédié à la fin des 3 semaines d'expérimentation. Ils seront élevés selon les pratiques d'élevage jusqu'au stade usuel de commercialisation (environ 115 kg de poids vif).
Remplacement
Le porc est l'espèce cible de ce projet qui vise à identifier une méthode alternative à la méthode de référence pour étudier les mécanismes de régulation des constantes métaboliques face aux défis posés par des changements dans l'environnement (alimentaire en premier lieu, mais aussi thermique, social, sanitaire, etc.) des animaux d'élevage. Il n'est pas possible d'étudier finement le métabolisme du porc au bénéfice de sa santé et son bien-être, avec une application pour la recherche mais aussi à terme en élevage, sans utiliser des porcs de génotype conventionnel (Large White x Landrace x Piétrain). L'utilisation de cellules en culture permettrait de caractériser les mécanismes moléculaires de la régulation du taux de glucose intracellulaire, mais ne renseigne nullement sur les variations quotidiennes de la glycémie (concentration dans le sang) en relation avec l'activité métabolique des nombreux tissus utilisateurs de glucose (muscles, tissus adipeux, intestins) ou du foie (production de glucose), et avec le comportement alimentaire du porc, son efficience alimentaire, son activité physique, et son état de santé. L'utilisation d'animaux vivants est donc nécessaire pour rendre compte de processus biologiques extrêmement dynamiques, et sujets à une large variabilité entre individus.
Réduction
Chaque porc dit "sentinelle" (n = 8) est son propre témoin durant les 3 semaines d’expérimentation, ce qui permet de réduire le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des valeurs fiables tout en prenant en compte la variabilité interindividuelle de la consommation alimentaire ou des comportements, et des processus induits (ingestion, digestion). Une analyse des corrélations sera réalisée entre les mesures de concentration en glucose circulant (concentrations maximales ou minimales de glucose circulant, heures des pics, aire sous la courbe, etc...) et les mesures de comportements et d'ingestion d'aliment (quantité, rythme des repas) effectués sur chaque animal. Le nombre de 8 porcs sentinelles à équiper chacun d'un capteur glycémique a été déterminé sur la base de la bibliographie disponible quant à la validation de capteurs glycémiques développés en médecine humaine pour des miniporcs, et selon notre propre connaissance des variations interindividuelles des concentrations de glucose sanguin récemment objectivées pour des porcs du même génotype et de même stade munis des mêmes capteurs glycémiques mais élevés en loge individuelle. La taille des groupes dans chaque case (n = 6 porcs/case) a été déterminée pour fournir des évaluations fiables des interactions sociales entre animaux.
Raffinement
Le projet vise justement à raffiner la méthode standard de suivi des concentrations en glucose sanguin en évitant la pose d'un cathéter jugulaire ou des prélèvements répétés de sang par contention de l'animal et prélèvement à la veine jugulaire. Pour les porcs dits "sentinelles" (n = 8, soit 2 porcs/case), la pose du capteur glycémique est réalisée en tranquillisant l'animal par l'administration d'un mélange médicmenteux à dose pré-anesthésique en intramusculaire. Le capteur est placé sur la face externe de l'encolure, à la base de l'oreille droite, en utilisant l'applicateur fourni dans le kit qui permet l'insertion d'une microaiguille en intradermique et la pose d'un patch sur le capteur. Le capteur permet ensuite des mesures des taux de glucose sans douleur, ni contention ni stress. Le porc sera familiarisé avec les humains grâce aux soins quotidiens durant la première semaine avant la pose du capteur, ce qui permettra la préanesthésie dans le couloir attenant à la loge d'élevage, ceci pour ne pas perturber l'animal (pas de changement d'environnement). Un bandage sera posé également sur les congénères de chacune des 4 loges (n = 16 porcs), si possible sans autres manipulations qu'un isolement temporaire dans un coin de la loge, ceci grâce à la familiarisation à l'humain durant la première semaine. Pour des porcs où cela ne serait pas possible (animal manifestement stressé), la même procédure que pour les porcs "sentinelles" serait alors appliquée en remplacement. Toutes les cases sont équipées de dispositifs d'enrichissements renouvelés régulièrement et au gré des comportements individuels: matériels manipulables (chaînes métalliques , balles en plastique dur, étoiles en plastique et métal, croix en plastique dur, toiles de jute...) qui ne peuvent pas être rongés. Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel expérimenté afin de détecter l'atteinte d'un point limite.
Choix des espèces
Le porc est l'espèce cible du projet. Le projet vise à trouver une méthode pour étudier les évolutions des constantes physiologiques du porc face aux défis posés par les changements de son alimentation, les modifications de son environnement ou les évolutions des pratiques d'élevage. Il n'est pas possible d'étudier ces évolutions sans utiliser des porcs de génotype conventionnel (Large White x Landrace x Piétrain). L'utilisation de cellules en culture permettait de caractériser les mécanismes moléculaires de la régulation intracellulaires, mais pas les variations quotidiennes de la glycémie. Les effets mesurés résultent de processus biologiques extrêmement dynamiques, impliquant l'effet de comportements tels que l'activité physique ou le rythme d'alimentation, et l'aptitude à digérer l'aliment et à utiliser les nutriments. Ces phénomènes ne peuvent pas être reproduits sur des cellules en culture in vitro. Ils sont soumis à une large variation inter-individuelle. Les porcs pèsent environ 50 kg de poids vif (autour de 3-4 mois d’âge). Cela permet d'étudier les variations de la glycémie chez un animal en croissance, puisque ce projet vise à étudier les évolutions et régulations de la glycémie chez des animaux représentatifs de leurs congénères élevés pour la production de viande et confrontés à des situations de challenges environnementaux rencontrés en élevages. Techniquement, le poids de 50 kg environ est idéal en terme de manipulation, et a été aussi choisi dans notre premier projet visant à valider les valeurs fournies par les capteurs glycémiques pour des porcs élevés en loge individuelle.
Évaluation de l’efficacité d’un traitement contre les infections de prothèse aortique d’origine bactérienne par administration de virus ayant une activité antibactérienne
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Opérés pendant 90 minutes sous anesthésie générale pour recevoir une prothèse aortique et un cathéter veineux central, 24 porcs de 10 semaines doivent ensuite développer une infection de cette prothèse par un staphylocoque, avec une fièvre attendue qui peut durer tout le protocole. Deux fois par semaine, huit prises de sang de quinze minutes passent par le cathéter, sans anesthésie. À J15, les 12 porcs des groupes de phagothérapie reçoivent sous anesthésie générale une injection de virus antibactériens guidée par scanner, et les 12 des groupes antibiotiques de la vancomycine deux fois par jour pendant quinze jours, chaque injection durant en moyenne une heure, sans anesthésie. À J30, une dernière chirurgie de 90 minutes retire la prothèse et les tissus voisins. Les 24 porcs, utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, sont tous mis à mort pour l'analyse bactériologique de la prothèse, le porteur jugeant "déraisonnable" de rétablir la circulation par une autre prothèse.
Objectifs
L’aorte, plus gros vaisseaux du corps humain, est sujette à de nombreuses pathologies, notamment les anévrismes, une dilation du vaisseau pouvant conduire à sa rupture, à l’origine de 15000 décès/an aux USA. Pour les traiter, le segment dilaté peut être remplacé par une prothèse en tissu. L’une des complications opératoires les plus fréquentes est une infection de cette prothèse vasculaire aortique (IPA). C’est une complication grave, qui peut être traitée en remplaçant la prothèse infectée et en associant une antibiothérapie. Cependant, 20% des patients sont non opérables et sont traités par une antibiothérapie au long cours seule. Ces patients présentent un risque élevé de mortalité. L’utilisation de virus capables de détruire une bactérie (phagothérapie) a montré son efficacité sur les infections bactériennes dans plusieurs études. Devant l’échec de l’antibiothérapie, il est apparu logique d’étudier l’efficacité de la phagothérapie dans les IPA. La sévérité des IPA est une problématique majeure en chirurgie vasculaire. La phagothérapie pourrait présenter un bénéfice majeur en élargissant les possibilités de traitements, et en représentant une alternative/un complément à l’antibiothérapie. Il s’agit du premier projet de recherche sur modèle porcin, évaluant la phagothérapie dans les IPA, et cherchant à proposer une nouvelle thérapie. Les résultats favorables de la phagothérapie dans d’autres infections et l’absence d’étude sur leur efficacité sur les IPA, ont conduit à mettre en place ce projet. Le modèle porcin se rapproche biologiquement le plus du modèle humain pour cette étude. Les objectifs de cette étude sont de valider les aspects techniques de l’administration de la phagothérapie dans notre modèle et d’évaluer l’efficacité de la phagothérapie seule ou associée aux antibiotiques. L'hypothèse principale est que la phagothérapie, dans les infections de prothèses aortiques, exerce une activité anti-infectieuse supérieure à l’antibiothérapie seule. L'objectif ultime est d'évaluer la phagothérapie seule ou associée aux antibiotiques dans les IPA chez des patients non opérables. Le transfert clinique en cas de résultats favorables paraît rapidement envisageable au vu de l’absence de traitement pour les patients.
Bénéfices attendus
Il s'agit de la première étude s'adressant à la phagothérapie dans les infections de prothèse aortique sur un modèle préclinique. L'objectif ultime est d'évaluer la phagothérapie seule ou associée aux antibiotiques en tant que traitement conservateur dans les IPA chez des patients inopérables, voire en tant que traitement adjuvant d’une chirurgie conservatrice. De plus, une application locale de phages est également envisageable chez l'homme, pour traiter les infections de prothèses aortiques par voie mini-invasive, c’est-à-dire libérées à l’intérieur d’un anévrysme pour l’exclure du flux sanguin. Le transfert clinique en cas de résultats favorables paraît rapidement envisageable vu le contexte pathologique de départ. Il s'agit de la combinaison d'un sujet extrêmement actuel, la phagothérapie à l’ère l'antibiorésistance, avec une pathologie sévère résistante aux traitements antibiotiques classiques. Le transfert clinique est aisément envisageable, vu le contexte pathologique.
Procédures
Tout d’abord, les animaux sont soumis à la chirurgie initiale de mise en place d’une prothèse aortique sous anesthésie générale. Celle-ci sera réalisée sur les 24 animaux avec une durée d’intervention de 90 minutes. La pose d’une voie veineuse centrale tunnelisee, sera effectuée sur tous les animaux au cours de cette chirurgie, permettant les prélèvements et l’administration de médicament. Des prélèvements sanguins seront réalisés chez les 24 animaux, sans anesthésie par le cathéter mis en place au cours de la chirurgie initiale. Ils seront effectués 2 fois par semaine, soit 8 fois au cours de la procédure. Un prélèvement sanguin dure en moyenne 15 minutes. Les animaux des groupes traités par phagothérapie seule ou en association aux antibiotiques, soit 12 animaux, recevront une injection locale de virus à activité antibactérienne par ponction guidée par scanner. Cette injection aura lieu une seule fois au cours de la procédure (à J15), elle sera réalisée sous anesthésie générale et durera environ 45 minutes. Les animaux des groupes traités par antibiotiques seules ou en association à la phagothérapie (12 animaux) recevront un traitement antibiotique par vancomycine. Cette injection se fera sans anesthésie à l’aide des cathéters, deux fois par jour pendant 15 jours dès J15. Une injection dure en moyenne 60 minutes. La chirurgie finale sous anesthésie générale permettra le prélèvement de la prothèse et des tissus biologiques. Elle sera réalisée à J30 sur les 24 animaux, avec une durée attendue de 90 minutes.
Impact sur les animaux
Il existe des complications pendant la chirurgie : risque de saignement par lésion d’un vaisseau, risque de lésion des intestins et risque d'embolisation d'un caillot sanguin. Ces complications sont rares. La cicatrice abdominale est à l’origine de douleurs abdominales qui sont courantes, avec une durée attendue de 7 jours. Elle entraine également le risque d’une perte d’appétit avec retard à la reprise du transit, normalement de courte durée (24-48h). Suite à la chirurgie, il existe un risque de saignement post-opératoire, pouvant être lié à une lésion d’un vaisseau, un risque d'obstruction de vaisseaux des membres postérieurs par un caillot sanguin qui s'embolise. Ces deux évènements sont rares mais peuvent survenir pendant toute la durée de l’étude. Il existe un risque rare d’obstruction (embolisation) d'une des artères destinées aux intestins. Cet effet indésirable survient principalement en post-opératoire immédiat (24-48h). L’étude a pour but de créer une infection de prothèse aortique, ainsi une fièvre est attendue, effet qui peut être ressenti pendant toute la durée du protocole. La fièvre se traduit par une perte d’appétit, un ralentissement dans le comportement du porc à type de fatigue associée à un isolement. Pour chaque étape (chirurgie, prélèvements etc), il existe un stress lié à l’isolement de l'animal de ses congénères pour les manipulations. En post-opératoire immédiat, l’isolement se fait pour une durée de 24 heures, pour permettre le repos/la surveillance rapprochée de l’animal et éviter l'arrachage de points de suture.
Devenir
Il est prévu de mettre à mort les animaux à la fin du projet. Le but de cette mise à mort est de prélever la prothèse vasculaire posée initialement ainsi que les tissus biologiques entourant cette prothèse afin d’effectuer l’analyse bactériologique de la prothèse et des tissus biologiques (prélèvements aortiques au contact de la prothèse). Cela permettra également l’analyse histologique de tissus biologiques afin de comparer les degrés d’infection dans les groupes. Par ailleurs, en accord avec les recommandations des vétérinaires, la mise à mort est nécessaire afin d’éviter des nuisances et souffrances inévitables induites par l’ensemble de la procédure. Le rétablissement de continuité vasculaire par une autre prothèse dans ce contexte sceptique est jugé déraisonnable, étant donné les douleurs post-opératoires attendus et le risque attendu infectieux si l’animal était destiné à être réveillé.
Remplacement
Il n’existe aucune méthode de substitution permettant l’étude d’un traitement infectieux sur une infection bactérienne développé sur une prothèse vasculaire. En effet la prothèse vasculaire doit être dans des conditions d’analyses proches de l’humain, c’est à dire greffé à un tissu organique natif, soumis aux régimes hémodynamiques et sur un terrain susceptible de permettre le développement d’une infection bactérienne in vivo. Une prothèse aortique seule infectée par une culture de Staphylococcus aureus résistant à la méticilline, ex vivo ne reproduirait pas l’effet sur : les tissus périphériques, l’hémodynamique, l’impact sur l’organisme avec les aspects cliniques, et les modifications histologiques artériels. De plus l’objectif est d’évaluer l’efficacité de la phagothérapie au sein d’un organisme vivant et dont la physiologie est proche de l’homme. De nombreuses études ont été faite pour évaluer l’efficacité de la phagothérapie sur des souches bactériennes en cultures in vitro. De nombreuses études d’efficacité in vivo sur des modèles animaux ont permis de montrer l’efficacité de la phagothérapie sur des pathologies spécifiques. Notamment dans le traitement des infections pulmonaire à Pseudonomas aeruginosa chez des souris atteintes de mucoviscidose par phagothérapie, ainsi que dans le traitement d’infection de matériel orthopédique à Staphylocoque doré résistant à la méticilline. Il s'agit de la première étude visant à évaluer l’efficacité de la phagothérapie sur modèle vivant d'infection de prothèse aortique.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de résultats obtenus dans le cadre d'études antérieures. Le nombre de 24 animaux a été défini comme le nombre minimum d’animaux à utiliser pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Le nombre d’animaux « n » nécessaires à l’obtention d’une valeur statistique permettant de conclure à une supériorité de la phagothérapie, a été calculé à l’aide d’un test statistique. Il a été décidé lors d de diminuer la sensibilité de notre test, c’est-à-dire la puissance statistique, afin de diminuer le nombre d’animaux utilisés. Le test statique sera utilisé pour comparer les différences des charges bactériennes entre les groupes de traitement et de contrôle. Toutes les analyses statistiques seront effectuées à l'aide du programme statistique. Les choix des groupes expérimentaux et témoins, se sont fait en fonction de modèles expérimentaux préalablement étudiés. Dans les groupes témoins (sans traitement) nécessaires à la réalisation de l’étude, l’effectif a été réduit au strict minimum. Le travail en aveugle pour les injections (le manipulateur ne connait pas le produit qu’il administre, phagothérapie ou antibiothérapie) n’est pas possible, les voies d’administration étant différentes en fonction du traitement. Afin de diminuer le nombre de geste invasif sur l’animal, il ne semblait pas convenable de réaliser des injections placebo. Les analyses des critères infectiologiques, cliniques et biologiques seront effectuées en aveugles.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 7 jours minimum est respectée, permettant l’habituation des animaux au contact et à la manipulation par du personnel expérimenté. L’hébergement des animaux est réalisé en groupes sociaux (contact visuel, olfactif, physique) sur litière de copaux. Les porcs sont hébergés globalement 1 par box mais les boxes communiquent entre eux. Les animaux seront 3 par groupes, pour éviter l’isolement. La nourriture est distribuée au sol afin de favoriser le comportement de fouissage ; Le contact est réalisé à minima 3 fois par jour, pour le change de la litière, la distribution de nourriture et d’eau. Les porcs sont ainsi habitués à la présence de l’Homme dans le box/l’environnement et à son contact (tête, dos…). Des morceaux de pommes et des caresses sont distribués comme récompenses. Quotidiennement sont observés la prise alimentaire et de boisson, le comportement de fouissage, l’absence de bagarre, le temps passé couché pendant la phase d’habituation. Ensuite, tout au long du protocole, la présence/absence de ces mêmes comportements sont observés. Sont contrôlés également l’abattement, la position voussée du dos, la réticence au déplacement pouvant indiquer par exemple une douleur abdominale, de la fièvre... Les animaux sont gardés dans une animalerie avec un cycle d’alternance jour/nuit de 12h/12h. Des jouets en plastique fixés au mur ou ballon en plastique au sol sont mis à disposition. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale gazeuse avec prémédication incluant anti-inflammatoire et opioïde pour la prise en charge de la douleur. Les animaux sont placés sur tapis chauffant tout au long de la chirurgie. En période post-opératoire, la douleur est prise en charge par des anti-inflammatoires, éventuellement associés à des opioïdes si besoin. Lors de la première chirurgie, un cathéter central sera mis en place pour limiter le nombre de piqûres et de gestes invasifs pour prélèvements sanguins. Les porcs sont surveillés de façon quotidienne au niveau du comportement et de la prise de la température. La surveillance hebdomadaire du poids sera également réalisée.
Choix des espèces
Le modèle de l’infection de prothèse aortique chez le porc est utilisé dans cette étude. Sur le plan scientifique, c’est l’animal le plus utilisé dans les domaines de la recherche en chirurgie aortique, la majorité des techniques chirurgicales sont expérimentées sur le porc. Les mécanismes d’action, au sein de l’organisme, des produits de cette étude, l’antibiothérapie et la phagothérapie, sont proches de celles de l’homme. Le modèle d’infection de prothèse aortique à Staphylocoque (bactérie étudiée dans cette étude) chez le porc est un modèle qui a été standardisé et utilisé dans de nombreuses études expérimentales. Sur le plan technique, le porc se rapproche le plus de l’homme. En termes d’anatomie vasculaire et d’hémodynamique. La technique chirurgicale, le risque de traumatisme chirurgical et infectieux, sont strictement comparables. Sur le plan éthique, cette espèce est la plus susceptible de survivre à une infection sévère comme les infections de prothèses aortiques. Elle présente une résistance étudiée et connue à la chirurgie aortique, et à ses complications. Nous utiliserons le modèle de l’infection de prothèse aortique chez le porc (30- 35 kg). Ils sont âgés de 10 semaines au début du protocole. Le choix s’est orienté vers des porcs de poids peu élevés, et s’explique de plusieurs manières. En effet cela permet de faciliter la manipulation des animaux, et de diminuer ainsi le stress ressenti. Cela permet également de faciliter la chirurgie, avec des conditions anatomiques plus favorables, et donc un meilleur taux de succès chirurgical. L’injection du traitement sous-scanner est également facilité par le choix de porc de petite taille, afin d’être adapté à la taille de la machine.
Déterminisme génétique de la résistance àl’arthrite Encéphalite Virale Caprine (CAEV) chez les caprins
- Recherche appliquée
- Maladies animales
570 chèvres vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, sans mise à mort prévue. Elles subissent des prises de sang annuelles, soit 2 à 7 prélèvements sur cinq ans, pour rechercher un déterminisme génétique de la résistance à l'arthrite encéphalite virale caprine. Le porteur indique que les animaux seront réutilisés selon l'avis vétérinaire et que la contention peut provoquer un stress léger et des hématomes. Il revendique que la génétique de la réponse à la maladie 'ne peut être étudiée qu'in vivo'.
Objectifs
Des données récentes de la littérature suggèrent que la prédisposition aux maladies lentivirales, comme par exemple l’Arthrite Encéphalite Virale Caprine (appelée CAEV) des caprins ou son équivalent chez les ovins (appelée Maedi-Visane) a une composante génétique. Dans une ferme expérimentale au Brésil, l’analyse de tests Elisa, sur plus de 500 chèvres de race Saanen et Alpine, a montré que l’héritabilité de l’occurrence du CAEV se situe entre 2.6 et 12.8 % (Bibliographie). Par ailleurs, une équipe américaine a publié la découverte d’une mutation dans un gène impliquée dans la réponse à l’infection par les lentivirus rétroviraux responsables du Visnae-maedi chez les ovins (bibliographie). L’étude portait sur un ensemble 3545 sérologies, dont un sous ensemble de 69 cas-contrôles génotypés avec une puce à ADN haut débit a permis d’identifier le marqueur génétique responsable de la résistance/sensibilité. Ces résultats ouvrent donc des perspectives d’étude et de gestion génétique de cette maladie dans nos populations françaises de caprins. L’objectif de notre projet est de créer un dispositif cas-contrôle dans l’espèce caprine pour une étude d’association tout génome. Pour cela nous phénotyperons une population de 570 chèvres Alpines de l'Etablissement Utilisateur pendant 5 ans. Le phénotypage consistera à réaliser des sérologies CAEV annuelles, et d’observer la présence d’arthrite (gros genoux). L’ensemble des 570 chèvres sera génotypé avec une puce à ADN caprine haut débit. Un sondage sérologique a confirmé la présence du virus dans l’élevage. Avec une prévalence de cas positif présumée de 90%, nous projetons d’obtenir un dispositif d’au moins 55 chèvres négatives et leur contrôle pour conduire l’analyse d’association tout génome.
Bénéfices attendus
CCe projet permet en premier lieu de dresser un état des lieux du statut sanitaire CAEV du troupeau pour aider à sa gestion en local (réforme des animaux séropositifs et cliniquement atteints) Ce projet permet surtout d’initier une première étude du déterminisme génétique de la résistance des chèvres au CAEV. Le cas échéant, les résultats pourront être utilisés par les éleveurs et les organismes de sélection pour sélectionner des chèvres plus résistantes ou résilience (moins de symptômes) au CAEV.
Procédures
Les animaux sont soumis à des prises de sang annuelles, soit 2 à 7 prises de sang maximum en 5 ans. Soit un volume de sang prélevé inférieur à 100 ml maximum correspondant à moins de 2% du volume total de l'animal sur une période 5 ans. La duurée de la prise de sang est inferieure à 30 secondes.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, nous réalisons des prises de sang. Les chèvres peuvent éprouver un stress léger lors des contentions nécessaires pour les prises de sang. Une nuisance éventuelle serait l'apparition d'hématome suite aux prises de sang effectuées.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie. Aucune mise à mort n’est prévue, car les chèvres ne subissent que des prises de sang Les animaux pourront être réutilisés selon l’avis du vétérinaire sanitaire et vétérinaire SBEA
Remplacement
La génétique de la réponse au CAEV implique des mécanismes biologiques complexes, qui incluent différents aspects de l’expression de la maladie (sérologie, expression clinique articulaire) qui nous intéressent ici et qui donc ne peuvent être étudiés qu’in vivo.
Réduction
Nous demandons une saisine pour 570 chèvres. Cet effectif se justifie comme suit. Les marqueurs génétiques SNP de la puce qui seront étudiés (N~ 50 000) sont bi allélique. La fréquence de ces allèles est de 0.3 en moyenne. Nous voulons observer des différences de 10% de fréquence entre les cas et les contrôles. Pour cela il nous faut un minimum de 55 chèvres cas et 55 chèvres contrôles. Avec 570 chèvres phénotypées et génotypées et une prévalence supposée de 90% de positifs, nous prévoyons donc d’obtenir au moins 55 chèvres négatives que nous pourrons apparier facilement à 55 chèvres contrôle. Les analyses statistiques des marqueurs génétiques, dans les groupes cas et contrôle, s’appuieront sur des analyses d’association tout génome à l’aide de modèle polygénique, incluant l’effet des génotypes et faisant appel aux principes de l’analyse de variance.
Raffinement
Les chèvres seront hébergées en groupe, sur une litière paillée. Le milieu sera enrichi avec des brosses et des plateformes en bois. Elles seront nourries à volonté. Les prises de sang réalisées ne nécessitent qu’une contention minimale, les animaux étant habitués à être manipulés. Un baume décongestionnant, antiseptique et cicatrisant pourra être appliqué, en massage sur les veines, en cas de besoin. Les chèvres ont l’habitude d’être manipulée par des manipulateurs expérimentés et habilités (animaliers) qui côtoient ces animaux quotidiennement.
Choix des espèces
L’espèce caprine est l’espèce cible. La physiologie et la réponse immunitaire des ruminants sont particulières à ces espèces. La génétique de la réponse au CAEV implique des mécanismes biologiques complexes, qui incluent différents aspects de l’expression de la maladie (sérologie, expression clinique articulaire) qui nous intéressent ici et qui donc ne peuvent être étudiés qu’in vivo. Nous utilisons des chèvres non gestantes en lactation, afin d’évaluer l’effet de leur génétique sur leur statut sanitaire vis-à-vis du CAEV et évaluer l’éventuel impact sur l’inflammation mammaire et la production laitière.
Caractérisation structurelle et fonctionnelle des cœurs infarcis ovins
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
34 moutons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur des cœurs déjà infarcis. Ils subissent sous anesthésie des examens d'imagerie, une angiographie, une cartographie de contact et une stimulation interventriculaire, cette dernière pouvant déclencher une tachycardie ventriculaire évoluant en fibrillation. Le cœur est prélevé après mise à mort pour des analyses ex vivo. Le porteur affirme que le remplacement des tissus 'n'est pas possible' et présente ce protocole comme 'essentiel' à la compréhension de l'infarctus.
Objectifs
L’ischémie cardiaque est la principale cause des troubles du rythme ventriculaire dans le monde. Afin de mieux comprendre son mécanisme d’action, il est indispensable d’avoir une description détaillée de la structure et de la fonction de l’infarctus et sa relation avec le myocarde sain, notamment, dans les zones de transition entre ces deux types de tissus. Pour cela, le développement et l’optimisation de nouvelles méthodes d’imagerie cardiaque, d’analyse de signaux électriques et optiques sont indispensables. Dans ce projet nous utilisons une procédure pluridisciplinaire permettant donc une étude approfondie qui permet une analyse détaillée in vivo et ex vivo. Afin d’arriver à ce but, le développement de nouvelles techniques applicables dans le monde clinique, seront mises au point, montrant donc le versant translationnel du projet.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre d’optimiser l’imagerie cardiaque de l’infarctus afin de caractériser le tissu sain à l’intérieur ou autour de la zone de cicatrice. Ces informations sont essentielles en clinique afin d’améliorer le diagnostic des patients et de déterminer la meilleure approche thérapeutique. Une cartographie électrique de contact permettra la visualisation de la transmission électrique dans la cicatrice de l’infarctus et dans le tissu sain. De plus, cette technique permettra d’observer les zones de jonctions entre le tissu sain et la cicatrice. La stimulation des cœurs infarcis à différents fréquences donnera des informations sur les risques des troubles du rythme cardiaque. Toutes ces techniques enrichiront les bases de données numériques afin de créer et améliorer les études de modélisation cardiaque préventive.
Procédures
Les animaux utilisés pourront subir des examens d’imagerie, d'angiographie, de cartographie de contact et de stimulation interventriculaire. Toutes ces analyses seront effectuées sous anesthésie générale et avec l’administration d’une thérapie antidouleur appropriée. Les techniques d’imagerie utilisées sont de types non invasives (IRM, scanner et/ou échocardiographie, 180 min au total). Le protocole d’angiographie est prévu afin de déterminer la présence ou pas d’irrigation sanguine dans l’infarctus (environ 90 min). Des systèmes de traitement d’image et de cartographie de contact nous permettent de cibler les zones potentiellement favorisantes des tachycardies ventriculaires. La cartographie électrique du cœur pourra être effectuée pour évaluer les effets de l’infarctus in vivo (environ 90 min). Une stimulation interventriculaire pourra être effectuée pour déterminer la fonctionnalité ventriculaire à différentes fréquences de stimulation. Une prise de sang avant l’euthanasie (animal sous anesthésie générale, 30 secondes) de 5 ml nous permettra de mesurer l’état final du contexte inflammatoire et du remodelage cardiaque.
Impact sur les animaux
La pose et le retrait des cathéters pour la cartographie peuvent conduire à des saignements aux sites d’introduction. Les anesthésies générales peuvent impactées légèrement le bien-être animal en induisant une légère désorientation ou une apathie transitoire lors du réveil. Lors des procédures d’imagerie non-invasif (échocardiographie, IRM) ou mini-invasif (cartographie de contact), le bien-être animal peut être également impacté par la pose de cathéters: au niveau de la patte avant (pour la perfusion de médicaments et d’agents de contraste) et au niveau de la veine fémorale (guide pour la cartographie de contact). Les procédures de cartographie de contact ou de stimulation interventriculaire peuvent comporter des effets indésirables cardiaques tels que des déclenchements de tachycardie ventriculaire qui peuvent déborder en fibrillation.
Devenir
Afin de prélever le cœur et d’effectuer des études fonctionnelles (cartographie optique) et structurales ex vivo (histologie, micro-scanner, etc.), qui nous permettront de mieux comprendre les caractéristiques électrophysiologies de l’infarctus, l'ensemble des animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Dans le contexte actuel, malheureusement, le remplacement de tissus obtenus via l’expérimentation animale n’est pas possible pour répondre à l'objectif du projet. Le manque de connaissance au niveau de la structure et de la fonction de l’infarctus et sa relation avec le tissu normal ne le permet pas. L’intérêt clinique de l’étude, dû à la prévalence de la pathologie au niveau mondial, rend ce protocole essentiel pour la compréhension du fonctionnement de la maladie et le développement de nouveaux traitements pour les patients. De plus, les résultats obtenus avec les techniques d’imagerie, les mesures électriques et la cartographie optique vont nous permettre d’enrichir la base de données pour la modélisation cardiaque, permettant de s’affranchir dans de nombreuses études, du modèle animal.
Réduction
Dans le cadre de la réduction du nombre d’animaux, nous avons effectué un calcul de puissance statistique pour déterminer le minimum d’animaux nécessaires afin d’avoir des résultats avec une différence statistique. Nous avons également intégré dans le même projet de recherche différents équipes: le pôle d’imagerie, le pôle physiopathologique, le pôle de traitement de signaux et le pôle de modélisation cardiaque. Ce regroupement interdisciplinaire au sein de notre projet, permet le développement et l’utilisation d’un maximum de techniques compatibles avec la quantité minimale d’animaux possible, permettant donc son optimisation.
Raffinement
Pendant les procédures, les animaux reçoivent un protocole antidouleur approprié et ils sont maintenus sous anesthésie générale avec une ventilation mécanique et surveillés par un ECG de surface et un capteur pression sanguine invasive. Cela nous permet d’apporter la nécessaire hydratation ou de fournir des anti-arythmiques en cas de risque de fibrillation ventriculaire. Un défibrillateur diphasique est toujours disponible en salle d’ablation pour éviter la mort précoce de l’animal durant les tests. Si une étape du protocole chronique affecte l'état de santé au point d'atteindre l'un des points limites sans qu'aucune action ne puisse permettre un retour à l'état basal alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités définies.
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme, les ovins ont été retenus car : •Ces modèles sont une référence pour la communauté scientifique dans l’étude des pathologiques cardiaques •Le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ces modèles. Chez l’Homme, la plupart des infarctus se produisent à l’âge adulte. Pour cette raison, des ovins adultes ont été choisis pour ce projet.
Enseignement des techniques avancées de chirurgie digestive sous cœlioscopie
- Formation professionnelle
40 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque animal, âgé de trois à quatre mois, est anesthésié jusqu'à sept heures pendant lesquelles des internes ou des praticiens réalisent plusieurs gestes de chirurgie digestive sous cœlioscopie sur l'estomac, le foie, le pancréas et l'œsophage. Le porteur décrit une "simulation haute fidélité" destinée à des chirurgiens en fin de formation, la mise à mort évitant toute souffrance liée aux interventions. Il affirme que les procédés inertes ne reproduisent pas le saignement et présente le modèle porcin comme "indispensable", l'objet étant la formation et non la recherche.
Objectifs
La place de la simulation dans les programmes d'enseignement des chirurgiens en formation est désormais fondamentale depuis la réforme du 3ème cycle des études de médecine. Plusieurs procédés de simulation chirurgicale ont déjà été proposés (sur cadavre ou simulateurs chirurgicaux) mais les procédés de conservation et surtout l’absence de saignement ne permettent pas une simulation réaliste. La simulation sur des modèles animaux est considérée comme de la simulation haute fidélité et ne concerne que des internes de chirurgie en fin de formation ou des praticiens confirmés qui souhaitent acquérir une nouvelle technique chirurgicale notamment par cœlioscopie. Elle ne concerne pas l’acquisition de gestes de base réalisables sur d’autres procédés de simulation. Le modèle porcin permettra de réaliser l’ensemble des interventions chirurgicales réalisables chez l’Homme grâce à son anatomie proche. La stratégie opératoire est la même et présente la nécessité d’une gestion rigoureuse des saignements.
Bénéfices attendus
L’objectif de cette formation est avant tout l’amélioration de la formation chirurgicale des internes de chirurgie ou de praticiens confirmés et l’accélération de la courbe d’apprentissage : apprentissage de gestes techniques de chirurgie digestive avancée, amélioration de la fluidité des gestes et dimunition des temps opératoires, amélioration de la sécurité des soins (première procédure simulée chez l’animal et non réalisée chez le patient), permettre dans des conditions de centre de simulation la construction de scénario de situations opératoires réalistes, pour définir avec l’aide du formateur la bonne prise en charge, une adaptation aux situations réelles ainsi qu’un débriefing des problèmes rencontrés en fin de procédure. Ainsi, à long terme, l’utilisation de modèles porcins pour l’apprentissage de ces procédures contribuera à l’amélioration de la sécurité du patient au bloc opératoire en diminuant le temps d’intervention et le taux de complications.
Procédures
Chaque animal sera anesthésié pendant un maximum d’une journée (7 heures) pour la réalisation de plusieurs gestes en chirurgie digestive (estomac, foie, pancréas, oesophage) sous coelioscopie. La durée de réalisation des gestes dépendra des compétences des apprenants. Chaque session de la formation prévoit deux jours de pratique avec 2 animaux à chaque fois soit un total de 4 animaux.
Impact sur les animaux
En dehors des contraintes liées à la préparation de l'animal (stress au moment de la prémédication), aucune nuisance supplémentaire n'est prévue puisqu'il s'agit d'une procédure sans réveil, au cours de laquelle la gestion de la douleur et de l'anesthésie seront rigoureusement surveillées.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour éviter toute souffrance liée aux chirurgies réalisées.
Remplacement
Cette formation par simulation "in vivo" est indispensable avant de pratiquer soi même un geste sur un patient. Plusieurs procédés de simulation chirurgicale ont déjà été proposés (modèles inertes, simulateurs) mais l’absence de saignement ne permet pas une simulation réaliste.
Réduction
Le nombre d’animaux est évalué en tenant compte du nombre de sessions de formation prévisibles, répondant à la demande et fonction du nombre d'inscrits. En comptant 2 sessions complètes de formation par an, il faudra 8 animaux (2 x 2 jours de pratique x 2 animaux par jour). Il faudra donc 40 animaux pour la durée du projet sur 5 ans.
Raffinement
Toutes les mesures nécessaires seront prises pour éviter les nuisances sur les animaux. L’animal sera placé sous anesthésie générale durant toute la durée de l’intervention jusqu’à sa mise à mort, avec l’utilisation de médicaments analgésiques et anesthésiques adaptés. Par conséquent, aucune expérience douloureuse ne sera ressentie par l’animal.
Choix des espèces
Le modèle porcin permet de réaliser l’ensemble des interventions chirurgicales réalisables chez l’Homme. L’anatomie de ce modèle en est proche et la stratégie opératoire est la même. La nécessité d’une gestion rigoureuse des saignements est une contrainte immédiate qui sera bénéfique à plus long terme chez le patient. Les animaux sont choisis au terme du post-sevrage à l'âge de 3-4 mois, pour des raisons techniques (poids autour de 30-35 kg). En effet, à ce stade de développement l’anatomie correspond à celle de l’humain et permettent donc de réaliser les gestes dans de bonnes conditions.
Ateliers de formations en cryobiopsie
- Formation professionnelle
30 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque animal, âgé de quelques mois, subit une anesthésie d'au moins trois heures pendant laquelle jusqu'à quatre pneumologues réalisent chacun une vingtaine de gestes de cryobiopsie pulmonaire, avec des risques d'hémoptysie et de pneumothorax. Le porteur justifie la mise à mort par la douleur et les complications qu'entraînerait un réveil après ces prélèvements pulmonaires répétés. Il décrit une formation de praticiens et affirme qu'aucune alternative satisfaisante n'existe pour le prélèvement à la cryosonde, l'objet étant la formation et non la production de connaissances.
Objectifs
Ce projet a pour objectif la formation et le perfectionnement de pneumologues sur des techniques de cryobiopsie (prélèvement de tissu par congélation), dans le cas de désobstruction tumorale, de bilans étiologiques de pneumopathies interstitielles, de diagnostic de nodules périphériques ou ganglionnaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont la formation et la consolidation des acquis des candidats sur les indications des différentes techniques de prélèvements. Cela permettra un apprentissage des gestes ainsi que leur sécurisation mais également la prévention et la gestion des complications pour leur permettre ensuite la mise en place de ces techniques dans leur établissement d’origine.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure sous anesthésie d’une durée de 3 heures minimum.
Impact sur les animaux
La seule nuisance éventuelle pour chaque animal est qu'il ait peur lorsqu'il est manipulé pour être préanesthésié Effets indésirables attendus: Risque d’hémoptysie (toux ramenant du sang en provenance des voies respiratoires), Risque de pneumothorax (présence anormale d'air dans la cavité pleurale)
Devenir
Les animaux ayant subi de multiples prélèvements de tissu de poumon au cours de la formation, le réveil des animaux pourrait être source de douleur, et présenterait des risques de complications importants. Ils seront ainsi mis à mort toujours sous anesthésie générale en fin de procédure.
Remplacement
Pour certains gestes, notamment prélèvement au niveau des ganglions à l’aiguille, un modèle est en cours de développement pour ce type de formation. Cependant, pour le prélèvement à l’aide de cryosonde, aucune alternative satisfaisante n’existe en dehors du modèle animal.
Réduction
Plusieurs praticiens (jusqu’à 4) pourront utiliser le même animal, permettant à chaque médecin d’effectuer une vingtaine de gestes, tout en limitant le nombre d’animaux nécessaires pour cette formation.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans une structure agréée pour l’expérimentation animale, dans des conditions maîtrisées (température, ventilation, éclairage). Ils sont suivis quotidiennement. Leur environnement est enrichi par la présence de ballons et d’autres objets permettant de maintenir des comportements normaux (mâchonnement, fouissage). Au cours des procédures, les animaux sont anesthésiés et l’anesthésie est suivie et ajustée par un personnel qualifié. En cas de signes de souffrance, une analgésie supplémentaire pourra être mise en place. Si une souffrance venait à survenir sans qu’il soit possible de la soulager ou si une procédure venait à présenter des complications trop importantes pour être gérées, l’animal sera mis à mort pour éviter toute douleur inutile.
Choix des espèces
Pour se rapprocher au plus des contraintes inhérentes à la manipulation qui sera effectuée ensuite chez l’humain, il est indispensable de pouvoir former les médecins sur un modèle animal permettant d’utiliser le même matériel (bronchoscope, sondes de cryothérapie) que celui pour l’humain. Le porc présente une taille suffisante et une morphologie compatible avec ces différents paramètres et est donc tout indiqué pour la réalisation de ces manipulations. Les animaux utilisés seront des jeunes de 20 à 35 kg, afin que leur taille soit suffisante pour utiliser le même matériel que celui utilisé chez l’humain.
Evaluation de différentes stratégies nutritionnelles sur la physiologie du porcelet sevré élevé dans différentes conditions d’élevage
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
720 porcelets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 540 poursuivant ensuite leur cycle de production et 180 tués pour prélèvements. Ils subissent des prises de sang jugulaires, des collectes de fèces et d'urine, et peuvent être exposés à des températures de 16 à 33 °C et à un jeûne allant jusqu'à 24 heures. L'objectif est commercial, tester des solutions nutritionnelles et des additifs de croissance pour porcelets sevrés en vue d'une mise sur le marché. Le porteur affirme que la complexité des régulations physiologiques ne permet pas de recourir à des modèles in vitro.
Objectifs
Ce projet vise à évaluer les effets de différentes stratégies alimentaires et conditions d’élevage sur différents paramètres physiologiques et sur les performances de croissance des porcelets sevrés (de 21 à 70 jours d’âge).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont la meilleure connaissance de la physiologie du porcelet permettant in fine la mise en marché d’une ou plusieurs solutions nutritionnelles ou additifs permettant d’améliorer la santé et/ou les performances de croissance des porcelets pendant la phase de post-sevrage.
Procédures
Au maximum, 2 séries de maximum 3 prises de sang par ponction à une veine jugulaire ou à la région caudale pourront être réalisées. Les prises de sang seront espacées d'au moins 30 minutes et les séries de 3 prises de sang seront espacées d'au moins 7 jours. Par ailleurs, des mesures répétées (5 en 4 heures) à l’aide d’un dispositif de biologie déportée pourront être réalisées avec deux gouttes de sang par prélèvement sur les porcs. Un maximum de 3 prélèvements de fèces pourra avoir lieu par application de la procédure. De plus, jusqu’à 3 collectes d’urine pourront avoir lieu, espacées d’au moins 7 jours. La collecte se fera grâce à une poche de récolte d’urine collée sous l'abdomen des porcelets mâles, gardée maximum 7 heures, afin d’obtenir un volume suffisant d’urine. Les prélèvements de fèces, de sang et d’urine pourront être réalisés indépendamment les uns des autres. Les porcs pourront être soumis à des conditions dites « dégradées », représentatives des conditions rencontrées en élevages : déviation de températures de 16 à 33°C. Les porcs pourront être soumis à une mise à jeun n’excédant pas 24h.
Impact sur les animaux
Les prélèvements d’échantillons biologiques peuvent induire un stress lors de la manipulation des animaux. Afin de réduire le stress ou la douleur, le nombre de tentatives de collecte d’échantillons biologiques sera limité, les animaux seront manipulés le moins possible et le nombre d’animaux exposés à la procédure sera préalablement défini en respectant le principe de réduction.
Devenir
Les animaux ayant reçu un additif non autorisé au sein de l’Union européenne seront euthanasiés et exclus du circuit de consommation humaine. De plus, au maximum 3 essais avec 60 porcelets soit 180 porcelets au total pourront faire l’objet d’euthanasie afin de prélever des échantillons biologiques. Les autres animaux seront maintenus en vie et continueront leur cycle de production.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de comprendre comment les stratégies nutritionnelles et/ou méthodes d’élevage mises en œuvre affectent la santé, le bien-être et les performances du porcelet sevré par la compréhension des mécanismes physiologiques (dosage de biomarqueurs dans le sang, les fèces et les urines). L'effet d'une solution nutritionnelle ou d'un changement de conditions environnementales sur la santé et les performances de croissance des porcs est la résultante d'une série de mécanismes et régulations physiologiques (digestives, métaboliques, endocrinologiques) interagissant entre elles. La complexité de ces interactions ne permet pas d’utiliser de modèles alternatifs comme la modélisation ou la mise en place d’études in-vitro.
Réduction
L’objectif de ce projet est d’évaluer la réponse physiologique des porcelets à une ou plusieurs stratégies nutritionnelles et/ou soumis à différentes conditions d’ambiance. La variabilité observée pour les biomarqueurs est généralement plus faible que celle observée pour les performances de croissance. Cela implique de fait un nombre plus faible d’animaux impliqués dans chaque essai. Toutefois, la variabilité dépend du biomarqueur, ce qui nécessite d’adapter le nombre de porcelets par traitement expérimental à chaque mise en oeuvre de la procédure. (=essai). Un exemple de calcul de « la puissance statistique du test » prenant en compte une valeur seuil de significativité de 5%, une différence de 5% de GMQ (=Gain Moyen Quotidien) entre les traitements et un coefficient de variation de 4,3% donne un nombre minimal de 12 répétitions (=individus) par traitement expérimental avec un maximum de 5 traitements expérimentaux par essai. Toutefois, s’il s’agit d’une étude de prévalence, 60 porcelets peuvent être nécessaires afin d’obtenir au moins 5 individus par modalité de traitement. La méthode de calcul de « la puissance statistique du test » est robuste et est couramment utilisée pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires à la mise en évidence d'une différence significative entre deux groupes dans un essai. Lorsque plusieurs traitements seront comparés, les essais seront réalisés sur des animaux homogènes (poids vif, sexe et origine génétique) et en bonne santé afin de réduire la variabilité individuelle en début d’essai. La distribution des données sera évaluée selon qu’elles se situent, ou non, dans l’intervalle moyenne ± 2 écarts types afin d’identifier les données aberrantes. Après élimination des données aberrantes, les données zootechniques seront soumises à des analyses de variance avec le traitement expérimental en effet fixe. La mortalité et les évènements sanitaires seront évalués selon des tests d’indépendance. Le niveau de significativité est fixé à P
Raffinement
L’état de santé des animaux sera vérifié quotidiennement par les techniciens animaliers de l’EU. Si un porc présente des signes de stress, ou des douleurs (boiteries, blessures…), alors il sera écarté de l’étude. Des points limites stricts et définis à l’avance sont appliqués tout au long du projet. De plus, le nombre de tentatives de collectes d'échantillons biologiques sera limité et la manipulation des animaux sera restreinte afin de réduire la souffrance ou le stress appliqué à ces animaux.
Choix des espèces
L'espèce choisie pour la réalisation du projet est le porc car les phénomènes physiologiques (digestifs, métaboliques, endocrinologiques) étudiés dans le cadre de ce projet sont hautement spécifiques de l'espèce porcine. De plus, la spécificité des conditions d'élevage de cette espèce de rente ne permet pas de la remplacer par une autre espèce modèle. Enfin, le porc est l’espèce cible des traitements testés. Les animaux utilisés seront des porcelets sevrés âgés de 21 à 70 jours.
Mesures d’ingestion et de digestibilité in vivo de rameaux issus d’arbres fourragers.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
12 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis rendus au pâturage. Ils sont placés à l'attache dans des stalles individuelles sur caillebotis pendant deux périodes de six jours, pour mesurer l'ingestion et la digestion de rameaux d'arbres fourragers avec collecte des fèces et des urines. L'objectif est de documenter la valeur nutritive de fourrages issus d'arbres, peu étudiée en Europe. Le porteur affirme que les méthodes in vitro existent pour classer les aliments mais restent "moins fiables" que la mesure sur animal vivant.
Objectifs
Pour réaliser des études fines des mécanismes physiologiques d'ingestion et de la digestion des aliments chez les ruminants , les animaux modèles utilisés sont, ici des moutons castrés. C'est un modèle animal de référence pour établir les valeurs de digestibilité et d’ingestibilité des aliments pour ruminants, et pour comprendre les processus digestifs afin de les modéliser. De par son caractère générique, les résultats qu’il permet d’obtenir sont le plus souvent extrapolables aux autres catégories de ruminants (bovins, caprins, brebis et agneaux).
Bénéfices attendus
La valeur alimentaire des fourrages issus des arbres est peu étudiée ainsi que leur appétence, acceptabilité et l'ingestion par les animaux. Les études scientifiques sur le sujet sont encore peu nombreuses en Europe et portent plutôt sur des zones pastorales ou tropicales. Le manque de références sur la valeur nutritive des essences d’arbre en milieu tempéré constitue un frein pour le développement de leur utilisation. Les résultats obtenus dans ce projet permettront de compléter des études précédentes réalisées sur la valeur alimentaire des feuilles uniquement. Cette expérimentation permettra d'apporter des références et de caractériser la ressource fourragère dans sa globalité à l'échelle du rameau (feuilles, jeunes tiges et brindilles) consommable par les animaux et portera également sur de nouvelles essences d'arbres. Ces données viendront compléter les tables de production des arbres (hors forêt).
Procédures
Au cours de l'expérimentation, les animaux seront soumis à deux périodes de digestibilité d'une durée de 6 jours.
Impact sur les animaux
La procédure de mesure de digestibilité implique une période d’adaptation des animaux à leur régime de 7 jours qui sur un dispositif de case individuelle sur caillboti. Ensuite, les animaux sont installés à l’attache dans des stalles à digestibilité individuelles sur caillebotis en bois, permettant de mesurer les quantités ingérées et de collecter toutes les fèces et urines. Le premier jour de mise en stalle, aucune mesure n’est prévue. Les collectes de fèces et d’urines sont réalisées durant 6 jours, durée indispensable à la précision requise pour la mesure chez le ruminant, compte tenu de la longue durée de résidence des digestas dans le tractus digestif. Toutes les stalles individuelles sont installées dans une même pièce pour limiter l’isolement des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie à l'issue de la procédure et conduit en lot au pâturage.
Remplacement
La mesure in vivo de digestibilité est la méthode de référence pour quantifier la digestibilité des fourrages. Des méthodes alternatives (in vitro) existent pour classer différents aliments sur leur digestibilité mais sont moins fiables.
Réduction
Pour la mesure d’ingestibilité puis la digestibilité, la variabilité entre animaux est plus importante pour l'ingestibilité que pour la digestibilité (la variabilité entre animaux de l’ingestibilité est de l’ordre de 9 % alors que celle de la digestibilité est de l’ordre de 3 %), il est recommandé d’utiliser un minimum de 6 animaux. La digestibilité mouton est réalisée classiquement pendant 6 jours, avec 6 moutons nourris ad libitum.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un bâtiment d'élevage éclairé naturellement. Les parcs d'élevage adjacents seront séparés par des barrières en bois à claire-voie permettant un contact visuel entre animaux de différents parcs et diminuant l’angoisse possible liée au cloisonnement. La taille des stalles à digestibilité est adaptée au gabarit de l’animal. Elle lui permet de se lever et de se coucher sans entrave et leur disposition permet aux animaux de se voir et de s’entendre. Les animaux seront préalablement habitués aux stalles pendant la période pré- expérimentale. Les animaux seront alimentés à volonté, deux fois par jour, et disposeront d’eau à volonté et d’une pierre à sel afin d'éviter l'apparition de maladies métaboliques ou de carences. Les fèces et les urines seront récoltées tous les jours dans les bacs situés sous le caillebotis, pesées, et échantillonnées. Les moutons seront suivis tous les jours lors de la distribution de l’alimentation par un animalier habilité, responsable de la mise en oeuvre du protocole.
Choix des espèces
Le mouton castré, de race Texel est un modèle animal de référence pour établir les valeurs de digestibilité et d’ingestibilité des aliments pour ruminants, et pour comprendre les processus digestifs afin de les modéliser. De par son caractère générique, les résultats qu’il permet d’obtenir sont le plus souvent extrapolables aux autres catégories de ruminants (bovins, caprins, brebis et agneaux). Dans ce type d'études l'animal modèle que nous étudions est à l'entretien, sans besoin de croissance, et donc adulte (24 mois et plus). Nos équations de prédictions sont basées sur des animaux adultes sur ce principe si nous voulons extrapoler nos résultats à d'autres modèles animaux.